Calibration of Digital Amateur Cameras

We introduce a novel outlook on the self-calibration task, by considering images taken by a camera in motion, allowing for zooming and focusing. Apart from the complex relationship between the lens control settings and the intrinsic camera parameters, a prior o -line calibration allows to neglect the setting of focus, and to x the principal point and aspect ratio throughout distinct views. Thus, the calibration matrix is dependent only on the zoom position. Given a fully calibrated reference view, one has only one parameter to estimate for any other view of the same scene, in order to calibrate it and to be able to perform metric reconstructions. We provide a close-form solution, and validate the reliability of the algorithm with experiments on real images. An important advantage of our method is a reduced to one number of critical camera con gurations, associated with it. Moreover, we propose a method for computing the epipolar geometry of two views, taken from di erent positions and with di erent (spatial) resolutions; the idea is to take an appropriate third view, that is "easy" to match with the other two. Key-words: self-calibration, calibration, matching, 3D reconstruction, zoom. Calibration de Caméras Numériques Amateurs Résumé : Nous introduisons un nouveau regard sur l'auto-calibration, en considérant des images saisies par une caméra en mouvement, et soumises à des changements de la focale et de la mise au point. A priori, les relations entre ces paramètres et les paramètres internes du modèle sténopé sont complexes. Pourtant, nous montrons qu'en pratique, une pré-calibration permet le plus souvent de négliger les e ets de la mise au point et de xer le point principal et le rapport d'échelle pour des vues di érentes. Ainsi la matrice de calibration ne dépend plus que de la distance focale. Etant donné une vue de référence calibrée, il su t d'estimer un seul paramètre associé à une vue di érente de la même scène pour la calibrer et faire des reconstructions métriques. Nous proposons une solution explicite et validons la abilité de l'algorithme en l'expérimentant sur des images réelles. Un avantage important de notre méthode est de réduire à un le nombre des mouvements critiques de la caméra. Aussi, nous proposons une méthode pour calculer la géométrie épipolaire de deux vues, prises sous des angles di érents et des resolutions spatiales distinctes ; l'idée est de prendre une troisième vue appropriée, telle que l'appariement avec les deux autres soit aisé. Mots-clés : auto-calibration, calibration, appariement d'images, reconstruction 3D, zoom. Calibration of Digital Amateur Cameras 3 Table of